KIMIA ORGANIK 1

ATOM DAN MOLEKUL DALAM KIMIA ORGANIK

1.1            Struktur Elektron dari Atom 2

Unsur-unsur yang paling penting bagi ahli kimia organik adalah karbon,hydrogen,oksigen,dan nitrogen. Keempat unsur  ini ada di kedua periode pertama dan susunan berkala dan elektronnya terdapat dalam dua kulitelektron yang terdekat di inti. Alhasil pembahasan mengenai struktur elektron dari atom akan dipusatkan terutama pada unsure-unsur dengan elektron yang hanya ada dalam dua kulit elektron ini.

Setiap kulit elektron berhubungan dengan sejumlah energy tertentu. Elektron yang dekat ke inti lebih tertarik oleh proton dalam inti dari pada elektron yang lebih jauh kedudukannya. Karena itu , semakin dekat elektron terdapat ke inti ,semakin rendah energinya dan elektron ini sukar berpindah dalam reaksi kimia . kulit elektron yang terdekat ke inti adalah kulit yang terendah energinya,dan elektron dalam kulit ini dikatakan berada pada tingkat energy pertama. Elektron dalam kulit kedua ,yaitu pada tingkat energy kedua , mempunyai energy yang lebih tinggi daripada  elektron dalam tingkat pertama,elektron dalam tingkat ketiga yaitu pada tingkat energy ketiga , mempunyai energi yang lebih tinggi lagi.

A.    Orbital Atom

Tiap kulit elektron suatu atom dibagi menjadi orbital atom, orbita atom adalah bagian dari ruang mana kabolehjadiann ditemukannya sebuah elektron dengan kadar energy yang khas adalah tinggi (90-95%). Rapat elektron adalah istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan kebolehjadian ditemukannyaelektron pada titik tertentu, rapat elektron yang lebih tinggi ,berate kebolehjadian lebih tinggi ,sedangkan rapat elektron yang lebih rebdah berate kebolehjadiannya juga rendah .

Kulit elektron pertama hanya mengandung orbital bulat 1s. kebolehjadian untuk menemukan elektron 1s adalah tertinnggi dari bulatan ini. Kulit kedua yang agak berjauhan dari inti daripada kulit pertama ,mengandung satu orital 2s dan tiga orbital 2p. orbital 2s ,seperti orbital 1s,adalah bulat.

B.     Pengisian orbital

Elektron mempunyai spin ,yang dapat berputar menurut arah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam( + atau - ) . spin dari partikel bermuatan,menimbulkan medan magnet kecil ,atau momen magnet ,dan dua elektron dengan spin berlawanan dikurangi oleh momem magnet yang berlawanan . tolakan antara muatan negative dari dua elektron dengan spin berlawanan dikurangi oleh momen magnet yang berlawanan, yang memungkinkan dua elektron demikian untuk saling berpasangan dalam orbital ,dengan alas an ini setiap orbital dapat mempunyai maksimum dua elektron . tetapi elektron-elektron tersebut harus berlawanan spin. Karena jumlah orbital pada tiap tingkat energy (satu pada tingkal energy pertama ,empat pada kedua,dan 9 pada ketiga) maka berturut-turut tiga tingkat energy dapat mengandung 2,8,dan 18 elektron.

Prinsip aufbau (jerman mendirikan) mengatakan bahwa apabila kita maju dari atom hydrogen (nomor atom 1 ) ke atom-atom dengan nomor atom yang lebih tinggi,maka orbital terisi oleh elektron sedemikian rupa sehingga orbital yang yang berenergi terendah terisi lebih dulu. Atom hydrogen mempunyai elektron tunggal dalam orbital 1s. unsure berikutnya,helium (nomor atom 2 ),mempunyai elektron keduanya juga dalam orbital 1s. kedua elektron dalam orbital ini berpasangan.

Suatu pemerian mengenai  struktur elektron dari unsur disebut konfigurasielektron.

Konfigurasi elektron untuk H adalah   ,yang berati satu elektron (superskrip 1)dalam orbital 1s untuk He konfigurasi elektronnya adalah  , yang berate dua elektron (superskrip 2 ) dalam orbital 1s. Litium (nomor atom 3) mempunyai dua elektron dalam orbital 1s dan satu elektrondalam orbital 2s konfirasi elektronnya adalah .

1.2            Jari-jari Atom

Cl-Cl atau H-H dan kemudian membaginya dengan dua ,karena itu jari-jari atom sering disebut jari-jari konvalen . Nialai darijari-jari atom biasanya diberikan dalam angstrom( A),dengan 1 A=.

Jari-jari atom berubah-ubah bergantung pada besarnya tarikan antara inti dan elektron nya. Makin besar tarikan, makin kecil jari-jari atomnya . factor apa yang mempengaruhi tarikan ini ? factor-faktor yang paling penting adalah jumlah proton dalam inti dan jumlah kulit yang mengandung elektron.

Inti dengan jumlah proton yang lebih besar mempunyai tarikan yang lebih besar terhadap elektron-elektronnya ,termasuk elektron terluar .perhatikan unsure deret kedua dari unsur susunan berkala (litium smapai fluour). Atom dari tiap unsur ini hanya mempunyai elektron dalam dua kulit elektron pertama .Apabila kita maju tahap dari litium sampai flour,maka satu proton ditambahkan pada inti. Pada setiap tahap ,inti mempunyai tarikan untuk elektron yang lebih besar dari jari-jari atom berkurang .

Nomor atom :Li Be B C N O F

                         3   4   5 6 7 8 9

                       Jari-jari atom menurun.

Bila kita bergerak dari atas ke bawah dalam satu golongan dari susunan berkala ,juimlah kulit elektron bertambah dan karenanya jari-jari atom bertambah juga.

1.3             keelektronegatifan

keelektronegatifan adalah ukuran k3emampuan atom untuk menarik elektron luarnya,atau elektron valensi. Karena elektron luar dari atom yang digunakan untuk ikatan maka keelektronegatifan berguna dalam meramalkan dan menerangkan kereaktifan kimia. Seperti jari-jari atom ,keelektronegatifan dipengaruhi oleh jumlah proton dalam inti dan jumlah kulit yang mengandung elektron . Makin besar jumlah proton maka makin besar muatan inti positif , dan dengan demikian tarikan untuk elektron ikatan bertambah. Karenanya ,keelektronegatifan bertambah dari kiri kekanan untuk periode tertentu dari susunan berkala.

                                            Li Be B C N O F

                                            Keelektronegatifan bertambah

Skala puiling adalah skala numeric dari keelektronegatifan.

 H

2,1

Li    Be    B    C    N    O    F

1,0 1,5  2,0 2,5 3,0 3,5   4,0

Na    Mg   Al    Si    P   S    Cl

0,9  1,2    1,5   1,8  2,1 2,5  3,0

                                             Br

                                              2,8

                                               I

                                               2,5

1.4  Panjang ikatan dan sudut ikatan

Jarak yang memisahkan inti dari dua atom yang berikat konvalen disebut panjang ikatan .

Bila ada lebih dari dua atom dalam molekul ,ikatan membentuk sudut,yang disebut sudut ikatan. Sudut ikatan bervariasi dari kita-kira 60⁰ samapai 180⁰.

1.5 Energi disosiasi

Bila atom saling terikat membentuk molekul ,energy dilepasakan (biasanya sebagai kalor atau cahaya) jadi untuk molekul zat terdisosiasi menjadi atom-atomnya harus diberikan energy.

Ada dua cara agar ikatan dapat terdisosiasi . satu cara adalah pemaksapisahan hetetoritik(heterilytic cleavage)(yunani ,hetero,berbeda )dalam mana kedua elektron ikatan dipertahankan pada satu atom.

Energy disosiasi ikatan memungkinkan ahli kimia untuk menghitung kesetabilan relative dari senyawa yang meramalkan (samapai taraf tertentu) sebab-sebab reaksi kimia .

Misalnya satu reaksi yang akan dibahas kemudian dalam teks ini adalah khlorinasi metana CH₄

CH₄ +Cl_{2      −−−−→}  CH₃Cl +HCl

Eksoterm ( melepaskan energy )

Endoterm (menyerap energy )

1.6Asam basa

Menurut konsep bronsted lowry mengenai asam dan basa ,suatu asam adalah zat yang dapat memberikan ion hidrogen yang bermuatn positif ,atau proton (H⁺). Dua contoh dari asam bronsted –lowry adalah HCL dan HNO_3. Basa didefinisikan sebagai zat yang dapat menerima H⁺ .

Contohnya adalah OH^- dan NH_3.

A.    Asam dan basa kuat dan lemah

Asam kuat adalah adalah asam yang pada dasarnya mengalami ionisasi yang terjadi di dalam air.

Asam lemah sebaliknya hanya terionisasi sebagian dalam air. Asam karbonat adalahasam organik yang lemahyang khas .

Amina adalah golongan senyawa organik yang secara structural sama dengan ammonia.

Senyawa organic yang mengandung gugus karbosilat (-CO₂H) adalah asam lemah. Senyawa-senyawea yang mengandung gugus karboksilat disebut asam karboksilat. Asam asetat CH₃CO_2\H Adalah contohnya.

B.     Asam dan basa konjugat

Konsep asam dan basa konjugat berguna untuk perbandingan keasaman dan kebasaan .

Asam konjugat dari NH₃ Adalah NH₄.

C.     Asam dan basa lewis

Asam lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron.

Basa lewis adalah zat yang dapat memberikan elektron.

Contoh dari basa lewis NH₃ Dan OH_-.

D.    Tetapan keasaman

Suatu reaksi mempunyai ketetapan kesetimbangan K yang menggambarkan seberapa jauh reaksi berlangsung sampai berkesudahan.

E.     Tetapan kebasaman

Tetapan kebasaan K_B adalah tetapan setimbang untuk reaksi ini . seperti dalam hal K_a nilai (H₂O) tercakup dalam K_b dalam ungkapan kesetimbangan.